2.1.2林业资源
据调查，该区在1960年以前生长有大面积的沙棘灌丛分布，生长旺盛，是当地群众的主要燃料来源，也是发展畜牧业的良好饲草地。但是，多年来由于利用不合理，致使这里的天然灌丛植被荡然无存。该区适宜营造乔木林的林种少，树种单一，过去仅适宜该区四旁造林的树种多为杨树类，但杨树受病虫危害严重。同时沟坡成片营造杨树林，不但布局不合理，而且因水分不足，生长欠佳，多呈“小老树”。刺槐虽然适宜该区的生长，但由于受海拔和气温的限制，常常出现严重的冻稍，因此，刺槐适宜发展灌木薪炭林，不宜经营乔木林。
四旁绿化树种：多年来该区的四旁绿化中，在路旁常以旱柳替换杨树类，村庄周围以白榆、臭椿、刺槐为主，在水库旁以旱柳、沙棘为主。
生态灌木树种：该区属灌丛草原过渡地带，天然灌丛植被在本区分布稀疏。有原生性的，也有森林植被破坏后的次生类型，多为温性山地中生落叶灌丛，主要分布于山地的中山和低山地带，常以沙棘、山杏、山桃为主，同时还可看到一些温性旱生落叶灌丛，小叶锦鸡儿、柠条、锦鸡儿和扁核木灌丛等，由于受人为采集和长期放牧利用，生长缓慢，生物量低，退化严重，这几年来通过封育保护等措施，取得了一些效果，但由于自然因素的影响，生长不甚明显。
经济果树：果树是一种高投入高产出的经济作物，适宜该区的果树主要有抗旱、抗寒性强的杏、仁用杏、李为主，有补水灌溉条件的地区可适当发展早酥梨、葡萄和设施果树。
2.2宁夏南部山区主要生态树种抗旱性评价
植物抗旱性是其对干旱长期适应的一种综合遗传特性，不仅与其内部的生理生化活动和外部结构特性有关，而且取决于自身不同器官的形态结构特征，因为结构和功能是统一的整体。本研究对同一生态条件下宁夏南部半干旱山区8种常见的植物组织结构与抗旱性的关系进行较全面、深入地观察分析，找出其差异和综合单项抗旱指标定量评定的方法，为干旱地区抗旱性植物的引种提供了科学依据。研究采用优中选优的方法，利用植物种抗旱性较为可靠的指标，一级指标：CTR、SR、栅/海比、导管总面积/横断面面积、周皮厚度；二级指标：导管比密度、栅栏组织厚、海绵组织厚，对8种植物的抗旱性进行了分析比较。从整体上讲，不同植物种根、叶片抗旱性指标与植物抗旱性指标基本一致，因此，叶片指标可作为不同植物种间抗旱性高低比较的重要参考指标。同时，本研究所应用的植物抗旱性综合定量评分法表示不同植物种间的抗旱性与生产实践基本相一致，具有较高的应用价值。植物的抗旱性是一个复杂的综合性状，不可能用一个的性状指标来表示。
3.高效农林牧复合型生态农业模式开发
针对黄河上游半干旱黄土丘陵区农业生产面临的层次结构简单化、物质和能量流动危机和障碍、农业生态系统稳定性差等突出的问题，分析农业、林业、牧业子系统物质流、能量流、价值流及系统内的生态、经济结构与功能，综合优化农林牧结构，组装、配套、集成生态农业技术，开发适合于该地区的农、林、牧复合生态农业模式，提出该模式的技术规程、适宜的应用范围和推广途径。
3.1农业生态经济系统的概念及内涵
生态农业系统不是农、林、畜牧业的简单结合，而是按照一定生态学和经济学原理人为地把某一生产单位或某一土地管理单元的农、林、牧生产，木本植物(乔木、灌木等)与其他栽培植物(农作物、经济作物、菌类等)生产，家畜、家禽与水产品及其他养殖业生产，农副产品加工及运输业和服务业等在空间、时间及结构上按一定组合方式有机结合的资源综合管理和综合利用技术系统。其突出特征为：
(1)多样性
把第一性生物产品(如粮食作物、经济作物、蔬菜及食用菌等)、第二性生物产品(如家畜、家禽、水生生物和其他养殖业)、第三性农副加工产品和各种林业产品及农副产品运输业与服务业等多种成分从空间和时间上结合起来，使系统结构向多组分、多层次、多时序、多产品和高效益发展，具有生产和防护双重功能以及合理利用与保护农业资源的功能。
(2)农副产品多级加工增值性
在充分利用生态学食物链及生态位原理、实现农林牧相互促进和协调发展的基础上，运用市场经济学原理实现了农林牧产品的多级加工利用增值，并逐渐向深加工发展，是该系统显着特征之一。
(3)系统性
是一个具有整体结构和功能，其组分之间进行物质与能量交流及经济效益联系的人工生态系统。人类经营目标既要注重其某一组分的变化，更要注重其各组分间的动态联系。
(4)稳定性
以生态学和生态经济学原理为基础，注重各物种生物学、生态学特性及经济学原理的统一，结构复杂，功能完善，具备很强的生态稳定性。
(5)开放性与非对称性
要求不断输入自然能量、人工能量、物质和信息，因此系统必需开放。同时系统中存在势差，即非对称性，势差导致能流，能流促使系统不断调节发展，从而为系统中农副产品加工、多种经营及整个系统的可持续发展提供了可能。
(6)各生态因子相互作用的非线性
系统中各因素的相互作用是非线性的，因子与因子之间存在着复杂的非线性相互作用。如N、P配合能使N效果成倍增加，而N、P配合的增产效果均超过单施N和P作用之和。能量投入产出关系也是非线性的，当能量投入超过阈值时，能量系统将从有序变为混沌。
(7)集约性
是复合人工生态系统，比单一人工生态系统管理技术要求高，要充分考虑系统内各要素间在功能和数量上相互依存、相互制约的关系，通过集约经营，既要使农业系统达到一定经济产出，又要保持和加强系统内各要素互利共生、协调发展，提高系统的自组织能力，维持系统生产的高效和稳定性。
(8)高效性
建立生态农业系统的根本目的是达到高效的经济、社会和生态效益。只有通过调节系统的组成和时间结构，提高第一性生物生产力，并实现物质的多级利用和转化效率；通过多种产品来满足农民及社会的多方面经济要求，并缓解由气候波动、市场变化及病虫害等带来的危害；通过提高系统的自组织和自维持能力，使系统达到高效、和谐和稳定发展，才能实现这一根本目的。
3.2生态农业模式构建的原理
以生态经济学和耗散结构理论为指导，应用系统论的分析方法，以子系统为基础，合理组建亚系统结构，并设立纽带环节，将不同形式与内容的亚系统结构相互联系，构筑一个协调发展的主系统整体。耗散结构理论指出，要使系统从无序走向有序，从封闭走向开放，必须不断向系统输入负熵流。建立半干旱退化山区开发持续农业模式，应不断向半干旱退化山区综合开发的生态系统输入物质、能量和信息，减少熵，以增强系统的自组织能力，促进生态系统物质良性循环和协调发展。
半干旱退化山区开发持续农业模式的实质是指某一给定的区域或经营单位实现农业可持续发展的农业生态经济动态模型，对外代表一定自然生态条件、人文经济基础的特定区域，为实现高效低耗低污染的目标所提供的技术途径及可借鉴推广的有效运作方式的样板，对内则是一个具有系统性、可操作性强的优化结构和具体措施。
就理论意义而言，半干旱退化山区开发持续农业模式、设计应当在战略规划、途径选择与技术实施三个层次上进行，在实际模式设计时应注重适用生态工程方法组装的生物措施和工程措施，对生态环境进行治理；立体种植与开发，在增强开发系统生产力的同时，使果草牧(菌)等农村产业优化组合，构成资源增值与开发同步的复合系统，改变对自然资源的掠夺式经营状况，增强生态适应性及农业生态系统的自我维持与自组织能力，实现物质良性循环，增强生态系统的稳定性与持续性；模式设计时，还必须注重使系统的各环节、各层次实现最佳匹配，并创造良好的外部条件，配套组装能实现物质良性循环、能量多级利用的再生资源高效利用技术，用定性与定量相结合的评估方法进行比较研究，并依据当地实际情况选出最优模式。
3.3主要生态农业模式的集成
生态农业模式的集成，必须以生态经济学原理为基础，运用系统工程学的方法，把各种相关产业结合起来，才能成为科学的、对农业生态和农村经济有现实意义的生态农业模式。模式就是客观事物的标准式样。生态农业模式是指以恢复生态经济系统的良性循环为中心，以实现生态效益、经济效益和社会效益有机统一为目标，形成高效农业生态系统的一种新型农业发展模式，是维持生态环境平衡的必由之路。生态农业模式的基本内涵为：合理的土地利用结构比例，科学的水土保持防护措施体系，以及适宜的生态经济开发方式和途径，并在同类地区具有普遍的推广意义。
在生态环境脆弱、自然资源贫乏、经济落后、农民贫困的宁夏南部半干旱退化山区，建立生态农业模式，其模式的结构必须充分体现生态是核心、资源是基础、经济是目的理念，必须达到最大限度地改善生态环境、最大限度地提高资源的利用效率、快速推进半干旱退化山区经济发展步伐、加快农民增收速度的目的。
因此，在一个生态脆弱、资源贫乏、经济落后、农民贫困的区域内开展生态农业建设，必须将发挥生态功能、生态经济功能的模式有机结合在一起，使其成为促进半干旱退化山区环境建设和资源、经济、社会协调、健康、快速发展及建设环境友好型和谐社会与社会主义新农村发挥作用。通过5年科技攻关，在研究、总结已有成果的基础上，分别在彭阳县和原州区试验区集成了两类5个具有区域代表性的综合生态农业模式。
3.3.1灌-草-乔多树种生态经济型防护林体系配置模式
本模式主要适用于半干旱黄土高原丘陵沟壑区，模式由荒山墚峁顶部生态型薪炭林、墚峁退耕地灌草结合型水土保持林、陡坡荒山灌木混交型水土保持林、缓坡退耕地林药结合型水土保持林、陡坡退耕地灌草结合型防护林、山麓庭院四周林果药结合型生态经济林、农田生态经济型农田地埂防护林、山坡道路针阔混交型护路林、沟壑乔灌混交型水土保持林等9个造林模式组成。
模式的突出特点是：山顶柠条、沙棘、山桃戴帽，山腰山杏、花椒、仁用杏缠绕，川台地及“四旁”梨、杏、苹果镶嵌营造，退耕坡地山杏、山桃与紫花苜蓿隔带立体复合栽培，水平梯田柠条、山桃、杞柳、仁用杏、接杏、花椒、黄花菜地埂保护，侵蚀沟沙棘沟沿锁边，柠条、沙棘、山桃护坡，刺槐、臭椿拦水保底，形成一个既有巨大的水土保持功能，实现“土不下山，水不出沟，山清水秀”的生态目标，又能输出优质林果产品的流域多功能生态经济型防护林体系，是绿化美化荒山、改善生态环境、保护农牧业生产、增加农民收入的好模式。
3.3.2林-草-畜生态经济多元耦合模式
本模式主要适用于半干旱黄土高原丘陵沟壑区的退耕还林还草区域，模式由3个开放的生态、经济系统连接，耦合构成一个完整的生态经济多元耦合系统模式。模式在林草立体复合配置技术体系、优质牧草旱作高产栽培技术体系、设施养殖综合配套技术体系的支撑下运行。具体做法是在荒山坡地和退耕地建立柠条、山桃、沙棘与紫花苜蓿相配置的水土保持型林草立体复合生态系统，用系统内生产的生物饲草饲养小尾寒羊和秦川牛，牛羊排出的有机肥培肥土壤。
模式的突出特点是林草镶嵌配置，以草定畜，草畜平衡，形成林牧结合，种养加结合，用地养地结合，将发展人工饲草地作为连接农牧业的桥梁，发展林果业、畜牧业和特色农业，促进农业产业化，实现调整农业结构，扶持畜牧业发展，以达到增加农民收入的目标。
3.3.3粮-经-饲-畜综合高效型耦合模式
本模式适用于半干旱黄土高原峁状丘陵旱作农业区域，模式由农田生态系统和家畜人工养殖系统连接，耦合构成一个完整的生态经济型多元生态农业模式。具体做法是在耕地内实行草田垄作、间复套种等多种立体复合种植模式，种植优质粮食作物及油料、薯豆、药材、蔬菜、瓜果、饲用玉米和各类青饲草和优良牧草，用饲草料圈养优良牛羊，圈粪施入农田培肥土壤，提高粮食产量和质量。
模式的突出特点是农田改制，结构调整，形成以草养畜，以畜造肥，以肥增粮，以粮养畜的草-畜-肥-粮-畜的良性循环。模式既提高了土地、空间、光能利用率，改良了土壤，防止了水土流失，又充分利用了农、经等各类秸秆，解决了养殖饲料和农地用肥，模式以农户为单元，种养加有机结合与相互促进，延长了农产品增值的链条，使农业向商品化、市场化、集约化、产业化方向迈进，是一条可持续发展之路。